环糊精聚合物吸附剂的制备及其应用研究

含有重金属离子和有机化合物分子的污水具有产生量大、难处理等特点,对生态环境和人类健康均有潜在危害。环糊精聚合物(CDPs)既保留了环糊精自身的空腔及空腔外多羟基结构特征,同时也结合了聚合物的结构稳定性、基团多样性等优势,在污染物处理方面得到了广泛应用与关注。本文详细介绍了CDPs作为吸附剂的两种经典制备方法——交联法和固载法,阐述了其近年来在吸附染料分子、重金属离子、酚类物质以及药物分子方面的应用,分析了其作为吸附剂对不同污染物的吸附机理,并对CDPs研究与应用的发展趋势进行展望。     

三嗪基共价微孔有机聚合物的研究进展

共价微孔有机聚合物近年来成为化学、材料和环境等领域的发展前沿和研究热点。其中,三嗪基共价微孔有机聚合物由于高度共面的、π-共轭的1,3,5-三嗪单元的引入,相对于其它多孔吸附剂具有更高的热化学稳定性、独特的光电性质和对客体分子的高选择性分离能力。三嗪共价微孔有机聚合物已应用于气体吸附分离、废水吸附净化、药物缓释、光电响应、超电容和非均相催化等多个领域。本文重点阐述三嗪共价微孔有机聚合物的设计及合成,综述了其功能化策略,并展望了其在材料化工和环境能源等领域的应用前景。     

红霉素分子印迹聚合物微球的制备及性能研究

以红霉素为模板分子,甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,在水相中采用悬浮聚合法制备了红霉素分子印迹聚合物微球。利用扫描电镜对其表面形貌进行了表征,探讨了不同分散剂浓度、水油比、搅拌速度等参数对聚合物微球粒径及粒径分布的影响,重点对聚合工艺进行了优化,并将所得的聚合物用作吸附剂研究了其分子识别与选择性能。研究表明,该方法合成的聚合物微球平均粒径为40~130μm,对模板分子具有较高吸附性能和选择性识别能力,其分离因子达1.83,而动态吸附饱和吸附量则达到了42.59μmol/g。     

铅离子印迹聚合物的制备、表征及其在水溶液中的吸附行为研究

以Pb2+为模板,壳聚糖为单体,硅胶为载体,γ-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)为偶联剂,利用表面分子印迹技术和溶胶-凝胶法制备了Pb2+ 印迹聚合物.采用傅立叶变换红外光谱法(FT-IR)、紫外光谱法、扫描电镜对Pb2+ 印迹和非印迹聚合物的表面形貌和结构进行表征;并用电感耦合等离子体原子发射光谱法考察了吸附酸度、吸附剂用量、静置时间等对聚合物吸附性能的影响;研究了印迹聚合物在混合溶液中对Pb2+ 的选择性,比较了印迹和非印迹聚合物的吸附容量;并提出了印迹聚合物的印迹吸附机理.在最佳吸附酸度pH=4.5时,0.3 g 吸附剂吸附5 h达到平衡,Pb2+印迹聚合物对模板离子具有较高的选择性,其饱和吸附容量是非印迹聚合物的2倍.     

石墨烯基吸附剂的设计及其对水中抗生素的去除

抗生素的大量使用,所带来的环境污染问题受到广泛关注。吸附法因去除效率高、普遍适用性强,呈现出广阔的应用前景,开发新型吸附剂是高效能吸附处理的关键。近年来石墨烯优良的物理和化学性质以及吸附性能,使其成为重要的抗生素吸附剂。由于石墨烯自身的局限性以及对石墨烯吸附剂处理效能和稳定性的要求,基于石墨烯设计开发了多种石墨烯基吸附材料。而目前基于水体中抗生素的石墨烯基复合材料的设计、合成及其吸附作用机制缺乏相关的系统性综述。本文综述了目前水体中抗生素的危害,针对石墨烯基复合吸附材料中,广泛关注的磁性石墨烯吸附剂、聚合物/石墨烯吸附剂、三维石墨烯凝胶和石墨烯/生物炭吸附剂的设计和制备方法进行了总结和概述,并阐述了石墨烯基吸附材料对水体中抗生素的主要吸附作用机制。最后,本文对石墨烯基吸附材料去除水体中抗生素未来的发展方向进行了展望。     

分子筛材料在小分子吸附分离中的应用

吸附分离技术与工艺在工业上具有重要意义. 常见的吸附剂包括沸石分子筛、 金属有机框架材料、 活性炭等材料. 分子筛具有比表面积大、 稳定性高、 生产成本低等优势, 可以满足吸附分离技术中高效、 节能和环保的需求, 是一种非常有应用前景的小分子混合物分离吸附剂. 本文综合评述了吸附分离领域中常用的吸附剂材料的特点和吸附分离机理与评价方法, 总结了分子筛在空气分离、 烃类分离、 二氧化碳吸附、 芳香硫化物脱除、 一氧化碳吸附、 氮氧化物吸附、 氢气储存吸附及氢同位素分离等领域的应用, 并对基于分子筛膜的小分子混合物分离现状进行了介绍. 此外, 本文还系统分析了分子筛对不同混合物的吸附分离性能与其拓扑结构、 骨架组成及改性方法之间的关系, 并对未来的研究前景进行了展望.     

利用粉状聚合物吸附剂脱除盐酸溶液中氯仿的研究

为了选择合适的吸附剂来脱除盐酸溶液中的氯仿,本文测定了几种聚合物吸附剂在298.15 K温度下对水溶液和20%盐酸溶液中氯仿的吸附等温线,考察了其吸附能力,并将其吸附能力与活性炭和固体石蜡进行了比较。所研究的吸附剂包括粉末状氯化橡胶,聚丙烯,氯化聚丙烯,聚氯乙烯,活性炭和固体石蜡。结果表明,这些吸附剂的吸附行为服从Langmuir 方程,其吸附能力的次序为活性炭>聚氯乙烯>氯化橡胶>聚丙烯 >氯化聚丙烯 >固体石蜡。该次序基本上与从聚氯乙烯到固体石蜡吸附剂中氯含量逐渐降低的次序相一致。聚氯乙烯与氯化橡胶的吸附能力与活性炭相当,其饱和吸附量大约为1.4g-CHCl3/g-吸附剂。所有吸附剂对氯仿的吸附能力均随着溶液中盐酸浓度的增加而降低。结果表明,工业级的粉状聚氯乙烯或氯化橡胶可以作为一种有效的吸附剂脱除水溶液中的氯仿,且具有成本低,吸附性好和易于通过热再生循环利用的特点。     

多孔有机聚合物吸附分离水体系中有机污染物研究和应用进展

有机物对水体的污染严重威胁生态环境安全和人类健康。 如何有效控制和消除水体系中的有机污染物是当前全球性热点问题之一,基于多孔材料的高效吸附是处理水体有机污染的有效方法。 多孔有机聚合物(Porous Organic Polymers,POPs)具有比表面积高、物理化学稳定性好、易修饰等特点,作为新型吸附剂在处理水体系有机污染方面具有广阔的应用前景。 本文综述了近10年来新型多孔有机聚合物对水体系中有机溶剂、农药与杀虫剂、有机染料等污染物的吸附分离研究进展。     

金属离子印迹聚合物的研究进展

离子印迹技术以特定的目标分子为模板分子,通过交联聚合,合成对该目标分子具有特异选择性结合的聚合物。离子印迹聚合物由于制备简单、结构稳定、识别性强、吸附速率快、吸附容量大等特点,而被广泛应用于离子分离与富集、污水处理、传感器识别、固相萃取等领域。针对离子印迹聚合物种类的多样性,对其制备原理、制备方法及优缺点、表征方法及应用进行了综述,并对其发展进行了展望。     

金属离子印迹聚合物的研究进展北大核心CSCD

离子印迹技术以特定的目标分子为模板分子,通过交联聚合,合成对该目标分子具有特异选择性结合的聚合物。离子印迹聚合物由于制备简单、结构稳定、识别性强、吸附速率快、吸附容量大等特点,而被广泛应用于离子分离与富集、污水处理、传感器识别、固相萃取等领域。针对离子印迹聚合物种类的多样性,对其制备原理、制备方法及优缺点、表征方法及应用进行了综述,并对其发展进行了展望。     

硼吸附材料及其性能

硼酸作为一种重要的化学品,广泛应用于工业生产及高尖端技术领域。由于在其生产和应用过程中产生大量含硼废水,从水溶液中回收或脱除硼对资源的重复利用、降低环境污染等都有重要意义。吸附法提硼具有深度脱硼、杂质去除彻底、吸附剂可循环利用和工艺简单等优势,是一种高效脱硼方法,其核心问题在于设计与制备硼吸附容量大、机械强度高且易再生的吸附材料。本文综述了近年来国内外硼吸附材料的类型及其吸附性能,按照吸附功能团的结构将硼吸附材料进行划分,着重介绍了目前应用最广的葡甲胺类吸附剂和最具发展前景的含双酚羟基功能团的吸附剂的研究与应用情况,同时介绍了新型有机-无机杂化硼吸附材料,并指出了今后硼吸附材料的发展趋势,为盐湖卤水提硼、淡化海水脱硼和废水除硼等应用开发中硼吸附材料的选择提供重要参考。     

N-去甲万古霉素亲和吸附剂的合成及性能

将N,N二甲基丙烯酰胺N,N′乙撑双丙烯酰胺共聚物部分水解,在共聚物中引入适量的羧基.含羧基的聚合物与氨基酸甲酯缩合,然后使酯基皂化,将氨基酸引入聚合物.将革兰氏阳性菌细胞壁粘肽的三种类似物(-Gly,-Gly-DAla,-Gly-DAla-DAla)分别引入上述聚合物,合成了3种万古霉素系列抗菌素的亲和吸附剂(Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ).结果表明,吸附剂Ⅱ和吸附剂Ⅲ对N去甲万古霉素的吸附量分别为0.80和0.86mmol/g;最佳吸附pH值为6左右;吸附剂Ⅰ的吸附量随着吸附液中盐浓度的增加而显著降低,而吸附液中盐浓度对吸附剂Ⅱ的吸附量影响较小.说明亲和作用在吸附剂Ⅱ的吸附中贡献较大.用0.4mol/LNa₂CO₃(pH9.5)/CH₃CN(体积比为7/3)作为洗脱剂可完全脱附被吸附的N去甲万古霉素.     

不同吸附剂对稀土离子的吸附特性研究进展

稀土元素在环境中的迁移与积累、稀土元素的高效提取与分离和各种有机或无机物质对稀土元素的吸附特性息息相关,故研究稀土元素在不同吸附剂中的吸附和解吸特性具有重要意义。在归纳经典的等温吸附模式、动力学和热力学方程的基础上,对近年来土壤、不同生物质及其他吸附剂对稀土元素的吸附特性进行了总结,阐述了土壤吸附对环境中稀土元素分布、迁移和转化的影响及作用,分析了不同生物质及其他吸附剂对稀土吸附的等温吸附模式及影响因素,指出了其在稀土元素分离以及治理稀土离子污染等领域的应用,对稀土元素吸附特性下一步研究进行了展望,使人们对该领域有更加全面的了解。     

共轭微孔聚合物及其复合材料的制备及应用

共轭微孔聚合物是一类具有扩展共轭体系的骨架材料,具有比表面积大、稳定性高、微孔大小和体积可精确调控等特点。由于其独特的结构特点,共轭微孔聚合物在各方面展现出巨大的应用潜力,本文综述了共轭微孔聚合物及复合材料的制备方法,以及共轭微孔聚合物在气体吸附和储存、污染物的富集、非均相催化、光发射、化学传感器、光捕集、电能存储等方面的应用。     

高容量硼酸亲和磁性纳米粒子的制备及其在邻羟基生物分子富集中的应用

硼亲和吸附法是分离富集邻羟基物质的重要方法。为提高吸附剂的吸附容量,本研究采用聚乙烯亚胺修饰磁性纳米粒子,增加粒子表面引发剂的密度,再通过表面引发原子转移自由基聚合法(SI-ATRP)将3-丙烯酰基苯硼酸原位聚合在纳米粒子表面,制备了一种高密度聚合物分子刷型的硼酸亲和磁性纳米粒子吸附剂。采用磁性分散固相萃取法对非邻羟基和邻羟基物质的混合液进行富集,发现此吸附剂对邻羟基小分子和生物大分子具有良好的吸附特异性;采用吸附等温线法测定了吸附剂的吸附容量,发现此吸附剂对邻苯二酚、腺苷和卵清蛋白的吸附容量分别为(151±32)μmol/g、(123±18)μmol/g和1.5μmol/g,远高于传统吸附剂的吸附容量。采用所制备的硼酸亲和磁性纳米粒子对尿液中4种核苷和蛋清中的糖蛋白进行萃取,结果表明,此吸附剂能够有效去除生物样品中的干扰物,且对核苷具有较高的萃取回收率(83.8%~108.7%,RSD15%),对糖蛋白有特异性富集作用,说明此吸附剂在生物样品的选择性富集中具有良好应用潜能。     

基于吸附质-分子探针的阴离子聚合物微球吸附性能研究

制备了SO42-、NO3-、ClO4-和F-、Cl-、Br-、I-两种新型阴离子苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球,基于吸附质-分子探针电导法,研究了阴离子聚合物吸附低浓度游离酸的性能,考察了阴离子类型和温度对吸附行为的影响。实验结果表明,在30℃时,吸附游离酸的过程,遵循单分子层机理进行吸附。吸附剂-吸附质相互作用能U制约表观吸附速率常数K,两者存在线性相关性,K、U均随阴离子的离子势增大呈逐渐减小的趋势。吸附过程为吸热的,吸附焓变ΔH为10.87 kJ.mol-1。吸附过程谱维数ds增大,导致表观吸附速率常数降低。吸附质对吸附剂的亲和能Ua随吸附质-吸附剂相互作用参数K2增大而减小。     

分子印迹聚合物用于环境内分泌干扰物的检测与去除

环境内分泌干扰物对人体健康和生态环境具有严重危害,发展高效的环境内分泌干扰物检测方法与去除技术具有重要意义。由于拥有高度的吸附选择性、较大的吸附容量和良好的可重复利用性,分子印迹聚合物在环境内分泌干扰物的检测与去除方面得到了诸多应用。本文介绍了分子印迹聚合物的制备方法及性能特点,综述了近年来基于分子印迹聚合物的固相萃取技术和传感器技术在环境内分泌干扰物的灵敏、特异性检测中的应用,以及基于分子印迹聚合物的吸附技术与其他方法的联用技术用于环境内分泌干扰物的选择性高效去除,并分析了分子印迹聚合物在合成和使用方面存在的问题,展望了其应用前景。     

天然水中优势菌胞外聚合物及其中主要成分对铅的吸附

研究了吉林省长春市南湖天然水环境中生物膜胞外聚合物及由其分离得到的胞外多糖和胞外蛋白对铅的吸附特性,讨论了时间、pH值、其它共存金属离子等对其吸附的影响;初步探讨了胞外多糖和胞外蛋白吸附铅的反应机理. 结果表明,3种吸附剂对铅的吸附量在pH=6时最大,分别为23.64、15.8和3.48 mg/g ;吸附体系均在6h以后达到吸附平衡;共存金属离子镉对铅的吸附有影响.胞外聚合物及其中的胞外多糖和胞外蛋白对铅的吸附过程符合Langmuir和Freundlich热力学方程.胞外聚合物中胞外多糖对铅的吸附所作贡献大于胞外蛋白.胞外蛋白的胺基、酰胺基,胞外多糖的羟基、酰胺基等是胞外聚合物吸附铅离子过程中起关键作用的化学基团.     

四苯基乙烯基共轭微孔聚合物的制备及其气体吸附

共轭微孔聚合物由于其在气体吸附与分离、非均相催化和光电子等领域的巨大应用前景而广受关注. 本文以四苯基乙烯为基本构筑单元, 通过Sonogashira-Hagihara偶联反应制备了3种共轭微孔聚合物新材料, 研究了结构组成和构建模块对制备聚合物孔性能和气体吸附性能的影响. 氮气吸附测试结果表明, 由1,1,2,2-四炔四苯基乙烯自聚合制备的TPE-CMP1具有较大的比表面积, 为1096 m²·g^-1. 在1.13 bar/273 K条件下, TPE-CMP1的CO₂吸附能力为2.36 mmol·g^-1; 在1.13 bar/77.3 K条件下, TPE-CMP1对H₂的吸附能力为1.35 wt%. 另外, 制备的共轭微孔聚合物展示出较高的CO₂/N₂选择性吸附值. 由于这类多孔聚合物材料具有合成方法简单、优良的物理化学及热稳定性、高的比表面积和CO₂吸附性能, 因此将在气体吸附与分离方面具有潜在的应用前景.     

聚合物刷型二齿硼酸配体吸附剂的制备及其对尿液中核苷的分离富集性能分析

为提高硼亲和吸附剂的结合力和吸附容量,以丙烯酰胺为单体,通过原子转移自由基聚合反应在聚多巴胺磁性微球（Fe3O4@pDA）表面接枝富含氨基的聚合物刷,然后键合二齿硼酸配体,获得聚合物刷型二齿硼酸配体吸附剂（Fe3O4@pDA@p-DBA）。利用红外光谱和X-射线光电子能谱对材料进行表征,并研究了材料的吸附性能。结果表明,吸附剂对顺式二羟基化合物具有较高的选择性,并且二齿硼酸配体吸附剂较单齿硼酸配体吸附剂（Fe3O4@pDA@p-BA）具有更高的亲和力和吸附容量,说明二齿硼酸配体对材料的亲和力和吸附容量有促进作用。静态等温吸附和动态吸附研究结果表明,此材料对核苷的吸附符合Freundlich拟合及准二级动力学方程,为多层吸附,其中化学吸附起主导作用。在中性至弱酸性条件下,此材料对顺式二羟基分子仍具有良好的吸附性,有利于生物样品的直接分离富集。当缓冲液pH=6.5时,对于浓度为1.0μg/mL的腺苷、鸟苷、胞苷和尿苷4种核苷混合溶液,最佳吸附剂质量为30.0 mg。最佳洗脱条件为0.5 mL 0.1 mol/L甲酸-甲醇（1∶1,V/V）混合溶液洗脱2次,每次洗脱5 min。将此吸附剂用于...